האור כישות פיסית 

האור כישות פיסית
האור נחשב לישות הטבעית המהירה ביותר בעולם הפיזי. התפיסה כי מהירות האור היא סופית אם כי עצומה, התגבשה לא יותר מאשר לפני כמה מאות שנים. אחד ההישגים המדעיים הגדולים, הייתה בהצלחת מדענים למדוד אותה. המדידה הראשונה הייתה מקורבת ולימים הפכה להיות מדויקת כמעט במידה אבסולוטית.
מהירות האור כפי שמעריכים כיום הינה כ-300,000 ק"מ בשנייה. יש לציין כ מהירות זו קיימת בחלל הריק וקצת פחות בצורה לא משמעותית באוויר. במים, למשל, מהירות האור היא בשני שלישים מאשר באוויר. עקב עובדה זאת קיימת תופעת ההטעיה האופטית כאילו רואים בכוס מים, שמלאה בחלקה, כפית או קש שבורים. הסיבה היא שהאור כשהוא משנה תווך מהאוויר למים, ומשנה מהירות, גורם להטעיה אופטית זו.
מהירות האור נתגלתה לראשונה בשיטה אסטרונומית. אסטרונום צרפתי בשם רימר צפה באיחורים בהופעת ירחו של כוכב הלכת צדק, ירח איו, אחד מירחיו הגדולים של צדק, אחד מארבעת הירחים אשר נקראים על שם גליליאו, שהיה הראשון שצפה בהם בעד הטלסקופ אותו הוא בנה. רימר הגיע למסקנה כי יש הבדל בין הימצאותו של הירח איו, כשהוא במרחק אופטימאלי מכדור הארץ, לבין הימצאותו במרחק הגדול מכדור הארץ, ואיחורים הנראים בהופעתו הם בגלל שלאור לוקח יותר זמן להגיע לצופה בו מכדור הארץ. הוא הצליח למדוד את המרחק הנובע משני המיקומים של הירח איו, וכך הצליח להגיע לנתון של מהירות האור.
מאחר ואמצעי המדידה באותם ימים היו פחות מדויקים מאשר בימינו, מהירות האור שקבע רימר היא קצת שונה ממה יודעים עליה היום. אבל השיטה הייתה נכונה. לימים הצליח פיסיקאי אחר למדוד את מהירות האור בתנאי מעבדה, כאשר סובב במהירות עצומה ביותר גלגל שיניים, כשהוא הגיע לשלב שבו גלגלי השיניים לא הצליחו להסתיר את קרן האור, שהייתה אמורה לעבור יכול היה אותו פיסיקאי לעשות חישוב וכך הוא הצליח להגיע למהירות האור בתנאי מעבדה. יש לציין את עוצמת הישג זה, שכן שנייה אחת יכול האור להקיף את כדור הארץ כשבע וחצי פעמים, לימים ככל שאמצעי המדידה נעשו משוכללים יותר, ניתן היה להגיע יותר ויותר למהירות המדויקת של מהירות האור.
ההישג של מציאת מהירות האור הוא אחד הישגים הגדולים בפיסיקה. ידיעת מהירות האור עזרה להשתמש במדידת מרחקים בין גרמי שמיים רחוקים, מאחר והשימוש בקילומטרים הפך להיות לא רלוונטי ברמות אסטרונומיות. סוגיה מיוחדת עוסקת בהקשר לאור, שבו האור מהווה אנומליה בעולם הפיסיקה. עניין זה קשור לנושא של חיבור מהירויות, בתנועה כפולה. לפי הפיסיקה הקלאסית אם על רכב הנוסע במהירות של 50 קמ"ש, נמצא אדם אשר מיידה אבן במהירות 30 קמ"ש, וידויי האבן הוא בכיוון נסיעת הרכב, אזי המהירות המצטברת של האבן תהיה חיבור שתי המהירויות, 50 קמ"ש ו-30 קמ"ש, כלומר האבן תנוע במהירות של 80 קמ"ש. במקרה הפוך והיה והאיש על הרכב מיידה אבן בכיוון הפוך לנסיעת הרכב יחול בעניין זה חוק של החסרת מהירויות כלומר 50 פחות 30, וכך האבן תנוע במהירות של 20 קמ"ש. בניסוי שנערך על ידי שני פיסיקאים אופטיים, בסוף המאה ה-19, הם מדדו את מהירות קרן אור פעם בכיוון תנועת הארץ ופעם אחרת בכיוון הפוך לתנועת כדור הארץ. בשני מקרים אלו הם הופתעו להיווכח כי קרן האור נעה אליהם באותה מהירות, כ-300,000 ק"מ לשנייה. הניסוי נערך ב-1887 ע"י שני הפיזיקאים מייכלסון ומוריילי. רק ב-1905, כאשר איינשטיין בשנת הפלאות שלו פרסם ארבעה מאמרים, אחד בתחום תורת היחסות הפרטי שלו, ושלושה בנושא של אופטיקה, הוא נתן הסבר וקבע שמהירות האור היא מוחלטת איך שלא נמדוד אותה, בעוד שלדעתו המרחק והזמן הם יחסיים. אינשטיין למעשה קרא תגר על מוחלטות הזמן והמרחב, ובעצם הוא יצר מהפיכה בעיקר בהקשר לניוטון שקבע שלושה חוקים מכניים שעד איינשטיין הם נחשבו לחוקים מקודשים שאף אחד לא כפר בהם. אגב אלמנט של מהירות האור נמצא בנוסחה המפורסמת של איינשטיין, 2 , נוסחה שקובעת את שקילות המסה והאנרגיה, כלומר שכמות המסה והאנרגיה קבועה ביקום, אבל שתי ישויות פיסיות אלה ניתנות להמרה זו בזו. כלומר, מסה יכולה להפוך לאנרגיה ולהפך, נוסחה זו שימשה בסיס לבניית פצצת האטום, שכן משמעותה שמסה קטנה של חומר יכולה להיהפך לאנרגיה עצומה, המופק מפצצת האטום או לחילופין להפקת אנרגיה מבוקרת, שיכולה לפתור את בעיית האנרגיה בעולם. כמות האנרגי היא עצומה, שכן הקטנת המסה מוכפלת במהירות האור בריבוע. איינשטיין גם קבע כי מהירות האור היא המהירות הגבוהה ביותר הקיימת בעולם הפיסי הגשמי, ולא ניתן לעבור אותה.